本文關(guān)鍵詞：碳量子點(diǎn)的制備及其對(duì)金屬離子的熒光檢測(cè)研究

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【摘要】：重金屬污染與環(huán)境和人類(lèi)的健康密切相關(guān)。重金屬可以通過(guò)食物鏈或者直接接觸的方式進(jìn)入人體,并在體內(nèi)累積,造成神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等病變,嚴(yán)重者可致死亡。隨著人們健康意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),重金屬檢測(cè)技術(shù)的研究越來(lái)越受到重視。迄今為止,已有多種檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)靈敏的重金屬離子檢測(cè),如原子吸收光譜法、原子熒光發(fā)射法、電感耦合等離子質(zhì)譜法和熒光探針?lè)ǖ取Ｆ渲?原子吸收、原子發(fā)射和電感耦合等離子體質(zhì)譜法雖然具有較高的檢測(cè)靈敏度,但這些設(shè)備較為昂貴,便攜性差,在重金屬污染水體實(shí)時(shí)快速定性定量檢測(cè)方面的應(yīng)用受到限制。熒光探針?lè)ㄒ蚍治鏊俣瓤?操作簡(jiǎn)單,儀器比較便宜,便攜性好等優(yōu)點(diǎn),在近幾年受到研究們者的廣泛關(guān)注。熒光探針主要分為有機(jī)熒光探針、熒光量子點(diǎn)探針(半導(dǎo)體量子點(diǎn)/元素量子點(diǎn))兩大類(lèi)。有機(jī)熒光探針本身易發(fā)生光漂白,穩(wěn)定性差;半導(dǎo)體量子點(diǎn)大多是油溶性,需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步修飾才能溶于水溶液中,毒性較大。相比之下,碳量子點(diǎn)水溶性、光穩(wěn)定性好,合成方法便捷綠色,毒性較低,且易于化學(xué)改性,在水溶液中的重金屬離子快速定性定量檢測(cè)方面具有極大的研究開(kāi)發(fā)價(jià)值。本文基于熒光碳量子點(diǎn)和表面修飾設(shè)計(jì)了兩種汞離子的熒光傳感器,一種鐵離子的熒光傳感器,并對(duì)水溶液中汞離子和鐵離子的熒光檢測(cè)進(jìn)行了詳細(xì)研究,主要內(nèi)容分為以下幾個(gè)部分:(1)以檸檬酸和碳酸氫銨為原料,用水熱法一步制得羧基修飾的碳量子點(diǎn)(CQDs)。通過(guò)左旋色氨酸中氨基與碳量子點(diǎn)表面羧基之間的酰胺化反應(yīng),將左旋色氨酸修飾到碳量子點(diǎn)表面(L-CQDs)。所得的L-CQDs的粒徑尺寸均一,約為5 nm,最佳激發(fā)波長(zhǎng)為350 nm,最大發(fā)射波長(zhǎng)為440 nm,量子產(chǎn)率為0.25。L-CQDs對(duì)汞離子具有單一選擇性,沒(méi)有汞離子存在時(shí),L-CQDs能夠發(fā)出明亮的藍(lán)光,當(dāng)往L-CQDs中逐漸增加汞離子濃度時(shí),L-CQDs的熒光強(qiáng)度逐漸降低,當(dāng)汞離子濃度達(dá)到10μM時(shí)L-CQDs的熒光強(qiáng)度幾乎為零。該探針對(duì)汞離子的檢測(cè)限為11 nM。(2)以葡萄糖和尿素為原料,用水熱法制備氨基化碳量子點(diǎn)(NQDs)。制備的碳量子點(diǎn)最佳激發(fā)波長(zhǎng)為360 nm,最大發(fā)射波長(zhǎng)為450 nm,量子產(chǎn)率約為0.15。該碳量子點(diǎn)對(duì)汞離子具有單一選擇性,沒(méi)有汞離子存在時(shí),NQDs能夠發(fā)出明亮的藍(lán)光,當(dāng)往NQDs中逐漸增加汞離子濃度時(shí),NQDs的熒光強(qiáng)度逐漸降低,且當(dāng)汞離子濃度達(dá)到0.2mM時(shí)NQDs的熒光強(qiáng)度幾乎為零。該探針對(duì)汞離子的檢測(cè)限為0.175μM。(3)以殼聚糖和檸檬酸為原料,用水熱法制備氨基和羧基化碳量子點(diǎn)(CNQDs)。制備的碳量子點(diǎn)最佳激發(fā)波長(zhǎng)為360 nm,最大發(fā)射波長(zhǎng)為450 nm,量子產(chǎn)率為0.11。該碳量子點(diǎn)對(duì)鐵離子具有單一選擇性,沒(méi)有鐵離子存在時(shí),CNQDs能夠發(fā)出明亮的藍(lán)光,當(dāng)往CNQDs中逐漸增加鐵離子濃度時(shí),CNQDs的熒光強(qiáng)度逐漸降低,且當(dāng)鐵離子濃度達(dá)到2.4 mM時(shí)CNQDs的熒光強(qiáng)度幾乎為零。CNQDs對(duì)鐵離子檢測(cè)限為1.68μM。
【關(guān)鍵詞】：熒光傳感器 碳量子點(diǎn) 汞離子 鐵離子
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O657.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 重金屬的污染與危害10
• 1.2 重金屬離子的檢測(cè)方法10-13
• 1.2.1 原子吸收光譜法（AAS）10-11
• 1.2.2 原子熒光法（AFS）11
• 1.2.3 電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）11-12
• 1.2.4 熒光量子點(diǎn)法12-13
• 1.3 碳量子點(diǎn)的研究進(jìn)展13-20
• 1.3.1 碳量子點(diǎn)的性質(zhì)14-16
• 1.3.1.1 紫外吸收14
• 1.3.1.2 熒光發(fā)射14-15
• 1.3.1.3 上轉(zhuǎn)熒光換性質(zhì)15-16
• 1.3.2 碳量子點(diǎn)的制備方法16-18
• 1.3.3 碳量子點(diǎn)的應(yīng)用18-20
• 1.3.3.1 化學(xué)傳感18-19
• 1.3.3.2 生物檢測(cè)19
• 1.3.3.3 生物成像19-20
• 1.4 本文研究意義和主要內(nèi)容20-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)原料及儀器22-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)主要原材料和儀器22-23
• 2.2 表征方法23-25
• 2.2.1 紫外-可見(jiàn)吸收光譜分析23
• 2.2.2 光致發(fā)光分析23-24
• 2.2.3 結(jié)構(gòu)表征24
• 2.2.4 表面結(jié)構(gòu)分析24-25
• 第3章 左旋色氨酸修飾的碳量子點(diǎn)對(duì)汞離子的熒光檢測(cè)25-40
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分25-28
• 3.1.1 羧基化碳量子點(diǎn)（CQDs）的制備25
• 3.1.2 左旋色氨酸的修飾25-26
• 3.1.3 量子產(chǎn)率的測(cè)定26-27
• 3.1.4 L-CQDs對(duì)金屬離子的選擇性測(cè)試27
• 3.1.5 L-CQDs對(duì)汞離子的檢測(cè)27-28
• 3.2 結(jié)果與討論28-39
• 3.2.1 紫外吸收、熒光發(fā)射和表面形貌分析28-30
• 3.2.2 量子產(chǎn)率30-33
• 3.2.3 FT-IR表征33-34
• 3.2.4 pH對(duì)L-CQDs的熒光發(fā)射強(qiáng)度的影響34-35
• 3.2.5 L-CQDs對(duì)Hg~(2+)的熒光檢測(cè)性能35-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 氨基和羥基共修飾的碳量子點(diǎn)對(duì)汞離子的檢測(cè)40-51
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分40-42
• 4.1.1 碳量子點(diǎn)的制備40
• 4.1.2 量子產(chǎn)率的測(cè)定40-41
• 4.1.3 NQDs對(duì)金屬離子的選擇性測(cè)試41
• 4.1.4 NQDs對(duì)汞離子的檢測(cè)41-42
• 4.2 結(jié)果與討論42-50
• 4.2.1 熒光發(fā)射42
• 4.2.2 量子產(chǎn)率42-45
• 4.2.3 FT-IR表征45
• 4.2.4 p H對(duì)碳量子點(diǎn)光學(xué)性能的影響45-46
• 4.2.5 碳量子點(diǎn)對(duì)Hg~(2+)的熒光檢測(cè)性能46-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第5章 氨基和羧基共修飾的碳量子點(diǎn)對(duì)鐵離子的檢測(cè)研究51-60
• 5.1 實(shí)驗(yàn)部分51-52
• 5.1.1 氨基和羧基共修飾碳量子點(diǎn)（CNQDs）的制備51
• 5.1.2 量子產(chǎn)率的測(cè)定51
• 5.1.3 CNQDs對(duì)金屬離子的選擇性測(cè)試51-52
• 5.1.4 對(duì)Fe~(3+)的檢測(cè)52
• 5.2 結(jié)果與討論52-59
• 5.2.1 熒光發(fā)射52-53
• 5.2.2 CNQDs的量子產(chǎn)率53-54
• 5.2.3 FT-IR表征54
• 5.2.4 pH對(duì)CNQDs熒光的影響54-55
• 5.2.5 CNQDs對(duì)鐵離子的熒光檢測(cè)性能55-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 第6章 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果69

【相似文獻(xiàn)】

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1 季雷華;高素蓮;張斌;;量子點(diǎn)的合成、毒理學(xué)及其應(yīng)用[J];環(huán)境化學(xué);2008年05期

2 王富;劉春艷;;發(fā)光碳量子點(diǎn)的合成及應(yīng)用[J];影像科學(xué)與光化學(xué);2011年04期

3 伊魁宇;王猛;邵明云;;量子點(diǎn)作為離子探針的分析應(yīng)用[J];廣州化工;2012年11期

4 羅慧;李曦;方婷婷;劉鵬;;量子點(diǎn)的毒性研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2013年19期

5 田瑞雪;武玲玲;趙清;胡勝亮;楊金龍;;碳量子點(diǎn)的氨基化及其對(duì)發(fā)光性能的影響[J];化工新型材料;2014年01期

6 ;“量子點(diǎn)”晶體將推動(dòng)部分物理工藝的進(jìn)步[J];光機(jī)電信息;2002年10期

7 徐萬(wàn)幫;汪勇先;許榮輝;尹端l，

本文編號(hào)：990703